[发明专利]井下采煤机定位系统

权利要求书

1.一种井下采煤机定位系统，其特征在于，所述采煤机包括顶部的防护板(6.1)和底部的行走底座(6.3)，底座(6.3)上安装有机体(6.2)，防护板(6.1)由位于底座(6.3)上的支撑装置(6.4)支撑，机体(6.2)的前端装有前惯导(6.15)，后端装有后惯导(6.14)，底座(6.3)上安装有速度传感器(6.16)；所述前惯导(6.15)、后惯导(6.14)以及速度传感器(6.16)均与中央处理器相连，中央处理器包括航位推算模块、扩展卡尔曼滤波模块、约束模块以及输出模块，其中：

航位推算模块，前惯导(6.15)和后惯导(6.14)将其位置坐标输入到航位推算模块，航位推算模块根据航位推算法计算前、后惯导的位置坐标；

其中下标k-1、k分别表示k-1时刻和k时刻；N,E,U分别为惯导北、东、天方向位置坐标；V为速度传感器6.16输出的速度值；T为采样周期:θ分别为惯导输出的航向角和俯仰角；

扩展卡尔曼滤波模块，用于根据航位推算模块所计算的位置坐标，构建状态方程：

其中，状态量X＝[N1 E1 U1 N2 E2 U2]^T,N1 E1 U1分别为前惯导(6.15)北、东、天方向位置坐标，N2、E2、U2分别为后惯导(6.14)北、东、天方向位置坐标；W为状态噪声；

约束模块，用于以两个惯导安装后相对距离为约束条件，推导扩展卡尔曼滤波模块的量测方程，记相对距离为r，其满足如下关系式:

上式可简写为Z_k＝h(X_k)+V_k,其中下标k表示k时刻；量测量Z＝[r]；V为量测噪声；以此方程作为扩展卡尔曼滤波器的量测方程；

输出模块，扩展卡尔曼滤波模块输出前惯导(6.15)和后惯导(6.14)北、东、天的位置坐标至输出模块，输出模块将前惯导(6.15)的位置坐标作为采煤机的定位结果输出。

2.根据权利要求1所述的采煤机定位系统，其特征在于，主水管(6.8)与主进气管(6.9)穿过防护板(6.1)至滚筒(6.7)上方；防护板(6.1)的顶端具有伸出的盖板(6.11)，在盖板(6.11)与主水管(6.8)之间形成了容纳检测装置(6.10)的容纳空间，检测装置(6.10)的背部紧贴主水管(6.8)。

3.根据权利要求1所述的采煤机定位系统，其特征在于，主进气管(6.9)位于主水管(6.8)的下方，主进气管(6.9)与主水管(6.8)的末端均伸出于防护板(6.1)之外，主进气管(6.9)与主水管(6.8)的末端大致延伸至滚筒(6.7)的上方，主水管(6.8)所喷出的水雾笼罩于滚筒(6.7)上。

4.根据权利要求1所述的采煤机定位系统，其特征在于，主进气管(6.9)的末端设置有多个喷嘴(6.12)，喷嘴(6.12)的开口向下，从主进气管(6.9)进入的新风由喷嘴(6.12)向下喷出，喷嘴(6.12)位于滚筒(6.7)的上方。

5.根据权利要求1所述的采煤机定位系统，其特征在于，在主进气管(6.9)内靠近喷嘴(6.12)处设置有第一负离子发生器(6.13)。